Industrielle Revolutionen in Deutschland: 1.0 bis 4.0

Die deutsche Industrie hat weltweit einen guten Ruf. „German engineering“ ist ein bekannter Begriff und wird mit zahlreichen positiven Attributen verknüpft. Der Erfolg basiert auf den technologischen Errungenschaften der Vergangenheit, die sich in vier Phasen unterteilen lassen. Auslöser waren unter anderem auch deutsche Erfindungen. Nachhaltige Veränderungen in der Arbeitswelt sind das Ergebnis.

Zurzeit erleben wir erneut einen technologischen Umbruch. Digitale Vernetzung und Automatisierung sorgen für einen globalen Strukturwandel. Rückblickend sind industrielle Revolutionen eindeutig zu klassifizieren, in Deutschland hingegen erhielt die Industrie 4.0 schon vor Abschluss des Wandels durch die Bundesregierung ihre Bezeichnung. So ist zumindest die Taufe ein Made-in-Germany-Produkt. Die Umsetzung gestaltet sich jedoch deutlich langsamer, ähnlich zur ersten Phase der Industrialisierung.

Industrie 1.0 mit Webstuhl und Dampfmaschine

Um 1800 setzte sich die Dampfmaschine als Antrieb der ersten industriellen Revolution durch. Erstmals war die Produktion in größeren Mengen möglich und die Ablösung von den Zwängen der agrarischen Produktionsweise begann. Fälschlicherweise wird oftmals James Watt die Erfindung zugeschrieben, die Anfänge des Dampfantriebs können jedoch bis zum Franzosen Denis Papin Ende des 17. Jahrhundert zurückverfolgt werden. Watt hatte aber zahlreiche Ideen für Weiterentwicklungen beziehungsweise Einsatzgebiete und brachte die Industrialisierung damit bedeutend voran:

  • Separater Kondensator bei gleichzeitigem Dampfmantel (machte die Arbeitsweise der Dampfmaschine effizient)
  • Watt-Mechanismus (bedeutend bei der Konstruktion von Maschinen)
  • Entdeckung der Dampfexpansion sowie der Einsatz in Schiffsmotoren

Auch Edmund Cartwright war ein wichtiger Akteur der Revolution. 1785 konstruierte er in England den ersten dampfbetriebenen Webstuhl. In der Folgezeit waren noch zahlreiche Optimierungen nötig, doch schließlich steigerte sich die Leistung auf mehr als das Dreifache im Gegensatz zur handbetriebenen Variante. Durch die Fachbildevorrichtung ermöglichte Joseph-Marie Jacquard die Programmierung von Mustern. Auf diese Weise kam es zu einer bisher unbekannt hohen Gewebequalität. In England wurde die verbesserte Arbeitsweise innerhalb kürzester Zeit umgesetzt, sodass die Nation schnell zum weltweiten Marktführer in Textilien avancierte.

Durch die innovativen Verbesserungen war schlagartig eine Vielzahl von Arbeitsplätzen obsolet. Es entstanden neue Industriestädte die schnell heranwuchsen. Dabei wurde der wirtschaftliche Nutzen klar priorisiert. Dies resultierte in Arbeitstagen von 17 Stunden, Niedriglöhnen und Kinderarbeit. Um für soziale Gerechtigkeit zu kämpfen, bildeten sich die ersten Gewerkschaften. Der so genannte „Manchester-Kapitalismus“ wurde angeprangert, was zu deutlichen Verbesserungen der Arbeitsverhältnisse führte.  

70 Jahre später: Die deutsche Industrialisierung

Die erste industrielle Revolution erreichte Deutschland deutlich später. In der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts begann der großflächige Einsatz von Arbeitsteilung auf maschineller Basis. Gründe für die enorme Verzögerung gibt es viele:

  • Die staatliche Zersplitterung im damaligen deutschen Bund verfügte über keinen einheitlichen Markt
  • Speziell Adelskreise waren geprägt von Technologiefeindlichkeit
  • Nötige Investitionssummen fehlten
  • Die Infrastruktur war unzureichend

Nachdem zahlreiche kleinstaatliche Konflikte gelöst waren, startete ab 1860 die zunehmende Vernetzung durch Eisenbahnlinien. In Gebieten mit Kohle- und Erzvorkommen, wie im Ruhrgebiet oder dem Saarland, siedelten sich große Industriestädte an. Die Gründung des deutschen Kaiserreichs 1871 führte zur Entfaltung neuer Synergien und viele Erfindungen gehen auf diese Zeit zurück. Aufgrund der hohen Nachfrage entwickelte sich die Schwerindustrie zum Leitsektor des Aufschwungs. Dennoch konnte der Entwicklungsrückstand gegenüber Großbritannien erst Mitte des 19. Jahrhunderts aufgeholt werden.

Elektrisierte Industrie 2.0

Das Jahr 1920 markiert weltweit den Beginn der zweiten industriellen Revolution, in Deutschland setzte sie aber schon früher ein. Neue Ergebnisse aus der chemischen und physikalischen Forschung wurden ökonomisch genutzt. Wichtige Erkenntnisse basierten auf dem elektrodynamischen Prinzip, eine Erfindung des Berliners Werner von Siemens. Bereits 1866 baute er seine Dynamomaschine. Doch erst im Zuge der zweiten Industrialisierungsphase entstanden daraus leistungsstarke Elektromotoren. War Deutschland in der ersten Phase noch Importeur von Technologien, nahm das Land um 1900 die Vorreiterrolle ein und exportierte Kenntnisse ins Ausland.  

Zu dieser Zeit nahm die Forschung in Deutschland eine zentrale Funktion ein. Unternehmen richteten vermehrt eigene Abteilungen ein, die Erfahrung von Mitarbeitern rückte somit in den Hintergrund. 1913 führte Henry Ford, zunächst zu Testzwecken, in seiner Produktion das automatische Fließband ein. Dies formt einen Meilenstein in der Reihenfertigung. Einzelne Arbeitsschritte wurden stets mehr isoliert und in spezialisierten Tätigkeitsfeldern ausgeführt. Dies bedeutete eine massive <em>S</em>teigerung der Effizienz, die Produktionszeit des „Modell T“ verringerte sich von 6,5 auf 1,5 Stunden. Durch die gesunkenen Kosten in der Herstellung wurde das Auto zum Massenprodukt.

Die Folgen des Fortschritts

Die neue Form der Produktion hatte auch Schattenseiten, denn der Anspruch an die Mitarbeiter veränderte sich. Bewegung und Denktätigkeit wurden auf ein Minimum reduziert. Frauen kannten die Monotonie beispielsweise aus Konservenfabriken schon länger. Doch erst als die Männer selbst betroffen waren, machten sie es zum Thema in ihren Gewerkschaften. Ein weiterer Nachteil der Reihenfertigung sind die geringe Flexibilität und Anpassungsfähigkeit. Sobald bei einem Arbeitsschritt eine Verzögerung auftritt, stockt die gesamte Produktion. Auch in den Ford-Werken bedurfte es zahlreicher Experimente bis die Fertigung in Reih und Glied verlief.

Durch die Massenproduktion verloren viele Familienbetriebe ihre Grundlage. Es entstanden aber auch neue Berufsfelder. Nachdem die Textilindustrie jahrelang als Treiber der deutschen Wirtschaft diente, setzten sich neue Leitbranchen durch:

  • Elektrotechnik
  • Maschinenbau
  • Automobilbranche
  • Pharmazie
  • Chemische Industrie (insbesondere die Herstellung synthetischer Farben)

In dieser Phase der Industrialisierung vereinfachten Fortschritte der Telekommunikation speziell die internen Prozesse der Geschäftswelt. Durch Telegramme und Telefonate änderten sich die Arbeitsabläufe in Büros grundlegend. 1900 wurde in Deutschland die erste internationale Verbindung nach Paris verlegt. Große Entfernungen konnten nun nicht nur mittels Fernmeldekabeln überwunden werden. Zunehmender Flug- und Schiffsverkehr auf andere Kontinente machte die Welt kleiner. Damit wurde der Grundstein für die Globalisierung gelegt.

Industrielle Revolution 3.0 durch Digitaltechnik

Der Ausgangspunkt für die dritte industrielle Revolution ist bereits im 19. Jahrhundert zu finden. Die britische Mathematikerin Ada Lovelace entwickelte das erste Programm für einen mechanischen Computer, der jedoch nie fertiggestellt wurde. In der Feinmechanik konnten Einzelteile noch nicht mit der nötigen Präzision hergestellt werden. Zudem versagte das britische Parlament dem Erfinder Charles Babbage eine weitere Finanzierung. Dennoch gilt Lovelace als Pionierin der Programmiersprachen. Auf den von ihr verwendeten Unterprogrammen und Verzweigungen basieren auch gegenwärtige Entwicklungen.

Ebenso konnte Babbage mit seinen Konstruktionsplänen dem späteren Entwickler Konrad Ernst Otto Zuse einen Großteil der Arbeit vorwegnehmen. Dieser präsentierte 1941 den ersten funktionsfähigen Computer der Welt. Der Z4 war vollautomatisch, frei programmierbar und Basis für zahlreiche Weiterentwicklungen. In den 70er Jahren lösten die Fortschritte der Mikroelektronik in Deutschland die dritte industrielle Revolution aus. Die Informationstechnologie (IT) wurde zu einer der bedeutendsten Branchen. Erste Roboter ersetzten die menschliche Kraft<em> </em>in der Reihenfertigung und die Erfindung des Personal-Computers machte ab 1981 die digitale Technik für jedermann zugänglich.

Revolution ohne Wachstum

Wichtiges Merkmal industrieller Revolutionen ist die lange Periode außergewöhnlichen Wirtschaftswachstums. So stieg von 1871 bis 1913 die durchschnittliche Kaufkraft in Deutschland um 79 Prozent (Siedler: Deutsche Geschichte). Seit den 70er Jahren hingegen ist weltweit ein Rückgang zu verzeichnen, verstärkt ab Mitte der 90er Jahre. Manuel Castell erklärt dieses Phänomen mit dem „informationellem Kapitalismus“. Demnach sind die Massenmärkte gesättigt und das Potenzial für Wachstum entsprechend gering. Dabei sind die Rohstoff- und Energiekosten hoch, die Kapitalrenditen sinken.

In dieser Marktsituation resultierte der Einsatz digitaler Technologien hauptsächlich in steigenden Unternehmensprofiten. Denn die Produktion wurde effizienter im Verbrauch von Material und Energie und damit auch sparsamer in Bezug auf Arbeitskraft und Kapital. Miniaturisierung bezeichnet die Entwicklung von kleinstmöglichen Elektrogeräten und veränderte zu dieser Zeit alle Lebensbereiche. Zusätzlich führte die Integration vieler elektronischer Bauteile zu einem sinkenden Rohstoffanteil in Produkten. So verringerten sich die Investitionsquoten, die Gewinne der Unternehmen nahmen zu.

Zudem gibt es Bereiche der digitalen Wirtschaft, die nicht oder nur unvollständig in der volkswirtschaftlichen Gesamtrechnung Einzug finden:

  • Kunden übernehmen Teil der Arbeit selbst (z.B. bei Angebotserstellung)
  • Neue Formen der Distribution senken die Kosten (u.a. Online-Medien)
  • Der Nutzen durch die Verbreitung von Wissen

Die industrielle Revolution 4.0: Deutschland in einer vernetzten Welt

Derzeit findet in Deutschland die industrielle Revolution 4.0 statt. Die Anreize dafür sind auf globaler Ebene zu finden. Seit Ende des 20. Jahrhunderts sind Vernetzung und Automatisierung die Haupttreiber von technischen Innovationen. Besonders in der Informationstechnik und -verarbeitung machte großes Potenzial ein exponentielles Wachstum der Technologien möglich, wie bei der technischen Entwicklung von Speicher- und Rechenkapazität. Mittlerweile basieren neue Erfindungen meist auf Big Data und künstlicher Intelligenz. Die zunehmende Digitalisierung von Arbeitsprozessen gestaltet das Internet der Dinge.

Der weltweite Industrialisierungsgrad ist heute sehr unterschiedlich ausgeprägt. In Indien, dem Hauptstandort für die Produktion von Stoffen, werden 80 Prozent der Webstühle von Hand betrieben. Auch in Deutschland sind die Möglichkeiten der Digitalisierung 4.0 noch nicht in alle Bereiche vorgedrungen. Dennoch sind die Auswirkungen allgegenwärtig. Mehr als die Hälfte aller deutschen Unternehmen nutzt digitale Technologien in operativen Geschäftsprozessen oder zumindest in Einzelprojekten (Staufen: Industrie 4.0 Index 2018). Immerhin noch jeder zehnte der Betriebe verschließt sich dem digitalen Fortschritt vollständig. Gleichwohl dient die Auflösung alter Strukturen als Basis für jede ökonomische Entwicklung. Dieser Prozess wird auch als schöpferische Zerstörung bezeichnet.  

Die Schnittstelle: Zwischen Mensch und Maschine

Der Grundsatz lautet, Maschinen digital zu verbinden damit sie selbstständig zusammenarbeiten. Einzelne Arbeitsschritte greifen automatisch perfekt ineinander und alles wird just-in-time produziert. Durch selbstlernende Algorithmen optimieren sich die Mechanismen fortwährend selbst. Dafür werden kontinuierlich Informationen gesammelt und analysiert. Auf diese Weise lassen sich Wartungsarbeiten genau kalkulieren oder können mit automatisiertem Gegensteuern vollständig vermieden werden. Alle Prozesse sind zentral steuerbar und machen Änderungen in der Produktion flexibel möglich.

Daraus ergeben sich enorme Wachstumschancen für das verarbeitende Gewerbe. Denn die intelligenten Technologien sind ressourcenschonend und beschleunigen eine Vielzahl von Prozessen. Speziell in Deutschland sind die Voraussetzungen ideal, um neue Konzepte in der Praxis zu testen. Mit einem Anteil von 22 Prozent am Bruttoinlandsprodukt ist die Industrie relativ stark vertreten. In den mehrheitlich dezentralen Produktionssystemen lassen sich Pilotprojekte mit geringem Risiko umsetzen. Das bestehende Potenzial wird besonders im Klein- und Mittelsand noch nicht ausreichend genutzt. Dagegen treiben zahlreiche Startups in Deutschland die Innovation voran.

Wie bei vorherigen industriellen Revolutionen, gehen Arbeitsplätze verloren und werden zugleich neu geschaffen. Durch den gravierenden Fachkräftemangel in Deutschland bleiben diese Stellen jedoch häufig unbesetzt. Weitere Hürden lassen Unternehmen zögern, neue Wege zu gehen:

  • Unzureichende Förderung von staatlicher Seite
  • Rechtliche Lage oft ungewiss
  • Hohe Umstellungskosten

In einigen Branchen ließ hoher Innovations- und Wettbewerbsdruck die Ängste in den Hintergrund treten, sodass beispielsweise Automobilhersteller schon früh auf Robotik und Automatisierung setzten. Im mittelständisch geprägtem Maschinen- und Anlagenbau ist die Digitalisierung hingegen weniger fortgeschritten. Der Mittelstand ist Hauptmotor der deutschen Industrie und muss sich mit seinen Nischenprodukten nicht unmittelbar gegen andere Mitbewerber durchsetzen.

Experten sind der Ansicht, dass der sprunghafte Wachstum von innovativen Technologien seinen Zenit überschritten hat. Vielmehr geht es nun um die Umsetzung der vorhandenen Möglichkeiten.


Bildnachweis: Shutterstock 

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